Design of a Booth's Multiplier Suitable for Embedded Systems

임베디드 시스템에 적용이 용이한 Booth 알고리즘 방식의 곱셈기 설계

In this study, we implemented a $17^*17b$ binary digital multiplier using radix-4 Booth's algorithm. Two stage pipeline architecture was applied to achieve higher throughput and 4:2 adders were used for regular layout structure in the Wallace tree partition. To evaluate the circuit, several MPW chips were fabricated using Hynix 0.6-um 3M N-well CMOS technology. Also we proposed an efficient test methodology and did fault simulations. The chip contains 9115 transistors and the core area occupies about $1135^*1545$ mm2. The functional tests using ATS-2 tester showed that it can operate with 24 MHz clock at 5.0 V at room temperature.

본 연구에서는 두 개의 17비트 오퍼랜드를 radix-4 Booth's algorithm을 이용하여 곱셈 연산을 수행하는 곱셈기를 설계하였다. 속도를 빠르게 하기 위하여 2단 파이프라인 구조로 설계하였고 Wallace tree 부분의 레이아웃을 규칙적으로 하기 위해서 4:2 덧셈기를 사용하였다. 회로를 평가하기 위해 Hynix 0.6-um CMOS 공정으로 MPW 칩을 제작하였다. 회로를 효율적으로 테스트하기 위한 방법을 제안하고 고장 시뮬레이션을 수행하였다. 설계된 곱셈기는 9115개의 트랜지스터로 구성되며 코어 부분의 레이아웃 면적은 약 $1135^*1545$ mm2 이다. 칩은 전원전압 5V에서 24-MHz의 클럭 주파수로 동작하였음을 확인하였다.